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睡眠浅、易惊醒、反应慢,可能是肠道菌的锅,首次证实菌群-睡眠-免疫-认知存在关联

Nexbrio 知几未来研究院 2022-01-16

研究名称:Gut microbiome diversity is associated with sleep physiology in humans

期刊:PLOS ONE

发表时间:2019年10月

IF:2.776

DOI:10.1371/journal.pone.022239


人的一生中,有三分之一的时间是在睡眠中度过的。

 

睡眠的质量也直接影响着我们的身体健康,比如第二天是否嗜睡,情绪是不是很稳定或放松;长期的睡眠不足,还可能导致焦虑、抑郁、免疫力降低、判断力减退、发胖、工作效率下降等。

 

据CBNData统计,全国有近六千万的90后存在睡眠问题,如入睡困难、睡眠维持困难、早醒、睡眠质量差等;68%的人表示每天根本“睡不够”;48%的95后和35%的90后每天零点后睡觉,其中,凌晨1时后入睡的95后比例达15%,玩手机是其睡前的主要行为。

 

如果才能获得更优质的睡眠,也自然成了大家关注的重点。对此,每个人都一套独门秘籍:睡前洗个热水澡、选择更舒适的床品、换上遮光性更好的窗帘……不胜枚举。

 

 

而根据近期《PLOS ONE》刊载的一篇最新研究,改善肠道菌或许能让我们收获长期的高质量睡眠。

 

简单来说,根据该研究,微生物的总体多样性与睡眠效率、总睡眠时间以及白细胞介素-6(IL-6)呈正相关,与入睡后的苏醒呈负相关;包括Lachnospiraceae、Corynebacterium、Blautia在内的几种微生物与睡眠质量呈负相关;不良睡眠则会直接对肠道菌群产生负面影响。

 

这一研究结果首次确立了肠道微生物组组成、睡眠生理学、免疫系统和认知之间的联系;为未来通过肠道微生物来改善睡眠奠定了基础。




微生物组多样性与睡眠效率呈显著正相关


 

在该研究中,微生物组丰度(richness)、香农多样性(Shannon diversity)、逆辛普森多样性(inverse Simpson diversity)都与睡眠效率有关,且这三种多样性指标都与睡眠总时间呈正相关。三种多样性都与睡眠碎片化呈负相关(WASO),但仅有香农多样性显著相关。

 

此外,睡眠效率与在床上的时间、总的睡眠时间呈正相关;与睡眠碎片化呈负相关。睡眠碎片化与苏醒次数呈正相关。




肠道微生物群落多样性与人类睡眠有关



IL-6与微生物多样性及睡眠时间相关



一般来说,睡眠时间短、睡眠质量差与认知和神经行为表现,以及包括癌症、II型糖尿病和阿尔茨海默病等疾病有关。

 

其中,细胞因子被认为可能是睡眠生理学和肠道微生物组组成之间一个潜在的关键接口;在过去的研究中,已经发现急性期通路细胞因子,特别是 IL-1β 和 IL-6 与睡眠生理紧密相关


但目前针对细胞因子和睡眠及肠道微生物组组成的研究还非常有限。

 

基于此,在该研究中,研究人员对这两种细胞因子、几种微生物多样性、睡眠之间的相关性进行了检测。

 

结果显示,IL-6 微生物组丰度、香农多样性以及逆辛普森多样性呈正相关;IL-6 水平与在床上的时间以及总睡眠时间呈正相关;IL-6 水平与睡眠效率及睡眠碎片化都有关,但都不显著;而 IL-1β 和睡眠之间没有显著相关性。


此外,该研究也没有观察到皮质醇与睡眠和微生物多样性之间的任何显著相关性。



门水平上,拟杆菌门和厚壁菌门与睡眠效率、IL-6显著正相关



进一步分析显示,不同的菌群与睡眠的关联度又有一定的差异。

 

拟杆菌门(Bacteriodetes phyla)与睡眠效率、菌群的丰富和多样性呈显著正相关;拟杆菌门的多样性与碎片化睡眠呈负相关。

 

厚壁菌门(Firmicutes phyla)中,仅能观察到厚壁菌门的菌群丰度与睡眠效率、IL-6有关,与多样性无关。同时,在这两大菌门中,都能观察到菌群的丰度与平均任务反应时间呈负相关。

 

放线菌门(Actinobacteria phylum)内的菌群丰度与苏醒次数呈负相关;变形菌门(Proteobacteria phylum)的丰度则与IL-6呈正相关。

 

细菌门内丰富度和多样性与睡眠、IL-6和认知检测结果的关联

 


属水平,Blautia、Lachnospiraceae、Oribacterium属的细菌与睡眠效率及总睡眠时间呈负相关


 

有趣的是,对上述表格的几个关键节点在属水平进行相关性鉴定后,Bacteroidetes门中的菌群都被证实无相关性;而厚壁菌门中的15个分类单元则呈显著相关。

 

1)睡眠效率

尤其值得注意的是,大多数来自Blautia sp.、Lachnospiraceae、Oribacterium sp.中的细菌与睡眠效率及总睡眠时间呈负相关;仅有来自Lachnospiraceae家族的两种菌属与睡眠效率和总睡眠呈正相关。

 

细菌分类群与睡眠、IL-6和认知的测量有显著的联系

 

2)苏醒次数


Coprococcus、ParasutterellaCitrobacter 苏醒次数呈正相关。


Erysipelotricheaceae、Holdemania、Neisseria、Sutterella以及三种放线菌属Brevibacterium、Corynebacterium、Dermabacter与苏醒次数呈负相关。

 

3)IL-6水平


来自Dialister类群的菌群则与IL-6呈正相关和负相关。


七种变形杆菌Sutterella、Oxalobacter、Desulfovibrio、Bilophila、Heliobacter、Pseudoalteromonas、Succinivibrio与 IL-6 呈正相关。

 

4)认知测试


Geobacillus、Leuconostoc、Staphylococcus、Streptococcus、Tetragenococcus几种不同的菌属与危险任务平均反应时间呈正相关。


NeisseriaPelagibacter与抽象匹配正确回答(abstract matching correct responses)呈负相关。


Megamonas与危险任务平均反应时间(risk task mean reaction time)呈正相关。



结语



本研究是第一个有关肠道微生物、睡眠、免疫系统、认知和情绪测量之间联系的研究,这项持续一个月的睡眠监测试验证实了肠道微生物群的多样性能够促进更健康的睡眠。这些结果,对于更好地理解宿主和肠道菌群之间的双向交流,以及新的睡眠干预方式提供了思路。

 

其中,拟杆菌门和厚壁菌门的丰富度与睡眠效率呈正相关,而只有拟杆菌门与睡眠碎片呈负相关(WASO)——这两个门此前已经被认为与人类的睡眠质量有关,更多的证据则显示它们参与了昼夜节律和食物摄入,影响睡眠质量。

 

同时,该研究还发现,IL-6与这些影响睡眠的微生物群落多样性、总睡眠时间和卧床时间呈正相关IL-6 被认为是睡眠调节的一个重要因素。通常睡眠的开始往往伴随着循环中IL-6的增加,夜间IL-6水平也通常保持在较高水平。


此前,已有研究证实,日间血清中高浓度 IL-6 被证实与睡眠质量差有关。此外,在小鼠试验中,IL-6 水平的升高也被发现与小鼠的碎片化睡眠有关。

  

此外,比较值得大家注意的是,该研究并没有观察到常见的压力生物标记物、皮质醇、睡眠及微生物多样性之间的显著相关性。这也意味着,肠道菌群多样性与 IL-6 之间的联系似乎并不受应激的调节或影响。


参考资料

[1]Robert P. Smith et al. Gut microbiome diversity is associated with sleep physiology in humans, PLOS ONE (2019). DOI: 10.1371/journal.pone.0222394

[2]新华网.什么偷走了90后的睡眠



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